高中化学《化学能与热能》教案18 新人教版必修2.docx
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高中化学《化学能与热能》教案18 新人教版必修2.docx
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高中化学《化学能与热能》教案18新人教版必修2
2019-2020年高中化学《化学能与热能》教案18新人教版必修2
三维目标
知识与技能
1、能从化学键的角度理解化学反应中能量变化的主要原因
2、通过化学能与热能的相互转变,理解“能量守恒定律”
过程与方法
能从微观的角度来解释宏观化学现象,进一步发展想象能力。
情感态度与价值观
1、初步建立起科学的能量观,加深对化学在解决能源问题中重要作用的认识。
2、通过师生互动,增加师生感情
教学重点
1.化学能与热能的内在联系及相互转变。
2.从本质上理解化学反应中能量的变化,从而建立起科学的能量变化观。
教学难点
1.化学能与热能的内在联系及相互转变。
2.从本质上理解化学反应中能量的变化,从而建立起科学的能量变化观。
教学方法启发引导、探究式
教学媒体多媒体
教学过程
[情景引入]煤、石油、天然气的主要化学成分是烃类等有机物(煤中含有大量的碳),它们燃烧时放出热能。
你一定想知道,这种能量从何而来?
它与化学物质和化学反应有什么关系?
石灰石(主要成分是碳酸钙)要经过高温煅烧才能变成生石灰,高温提供的热能在石灰石的分解反应中起到什么作用?
[讲解]一方面,用煤、石油、天然气的燃烧放热来说明化学能向热能的转化,人们利用这些化学反应获取能量;另一方面,用CaCO3经过高温煅烧分解生成CaO来阐述热能对化学反应的支持作用,人们利用热能来完成常温下很难发生的化学反应。
[设问]不同的燃料其组成不同,燃烧后放出的热量也不相等。
为什么不同的燃料燃烧时放出的热量会不同?
燃料在燃烧反应中产生的热能来自哪里?
[思考讨论]以氢气在氯气中燃烧为例,从化学键角度分析反应热量变化的本质。
[板书]一、化学键与化学反应中能量的变化关系
[教师讲解]化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。
化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用,断开反应物中的化学键需要吸收能量,形成生成物中的化学键要放出能量。
氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下,氢气分子和氯气分子中的H-H键和Cl-Cl键断开,氢原子和氯原子通过形成H-Cl键而结合成HCl分子。
1molH2中含有1molH-H键,1molCl2中含有1molCl-Cl键,在25℃和101kPa的条件下,断开1molH-H键要吸收436kJ的能量,断开1molCl-Cl键要吸收242kJ的能量,而形成1molHCl分子中的H-Cl键会放出431kJ的能量。
这样,由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量,根据“能量守恒定律”,多余的能量就会以热量的形式释放出来。
[课堂练习]在反应H2+Cl2=2HCl中,已知H-H键能为436kJ/mol,Cl-Cl键能为247kJ/mol,H-Cl键能为431kJ/mol,判断该反应是反应
[讲解分析]
(1)化学键断裂时需要吸收能量。
吸收总能量为:
436kJ+247kJ=683kJ,
(2)化学键形成时需要释放能量。
释放总能量为:
431kJ+431kJ=862kJ,
(3)反应中放出的热量的计算:
862kJ—683kJ=179kJ
[问题思考]在化学反应中,随着物质的变化,既有反应物中化学键的断裂,又有生成物中化学键的形成,化学能也随之而改变。
那么,一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢?
[讨论分析]以流水作类比,分析得出结论:
一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量,决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
[归纳小结]取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小,即取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
(1)若E反>E生,放出能量,放热反应
(1)若E反<E生,吸收能量,吸热反应
[巩固练习]
1、下列关于化学反应说法正确的是()
A.化学反应的特征是有新物质的生成
B.所有物质的内部都“储存”有能量,而且这些能量都是相等的
C.化学反应的特征是伴随着能量的变化
D.化学反应过程中一定有热量的释放出来
2、下列说法中错误的是()
A、化学反应必然伴随着能量的变化
B、化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
C、化学中的能量变化的大小与反应物中的质量多少无关
D、能量变化是化学反应的基本特征之一
第一节化学能与热能(第2课时)
三维目标
知识与技能
1、通过实验知道化学反应中能量变化的主要表现形式,能根据事实判断吸热反应、放热反应,能说出中和热的涵义。
2、通过实验探究体验科学研究的一般过程,了解科学研究的基本方法
过程与方法
通过实验发展学习化学的兴趣,进一步形成交流、合作、反思、评价的学习习惯。
情感态度与价值观
1、初步建立起科学的能量观,加深对化学在解决能源问题中重要作用的认识。
2、通过师生互动,增加师生感情
教学重点吸热反应、放热反应、中和热等基本概念。
教学难点吸热反应、放热反应、中和热等基本概念。
教学方法启发引导、探究式
教学媒体多媒体、实验
教学过程
[创设问题情景]
在一支试管中放入一小块生石灰,加入少量水,让学生观察实验现象,再让学生用手触摸试管外壁,然后要求学生回答观察到了什么现象?
触摸试管外壁时有何感觉?
说明什么问题?
并要求学生写出反应方程式。
[结论]
生石灰与水反应生成糊状的氢氧化钙,试管发烫,说明反应放出了热能。
[联系实际]农村建造房子时“发灰”(即生石灰加水生成熟石灰的反应),邻居们便会拿鸡蛋或蕃薯埋到灰(生石灰)里,很快鸡蛋或蕃薯就会熟透了?
这其中的道理是什么呢?
[讲解分析]
[设问]热能是能量的一种表现形式。
那么,除刚才的这个反应,其它的化学反应过程中是不是也会有能量变化呢?
其表现形式又是怎样的?
根据你已有的知识经验举例说明。
[学生举例、说明]
[归纳小结]物质在发生化学反应的同时还伴随着能量的变化,这些能量变化通常又表现为热量的变化。
板书:
二、化学能与热能的相互转化
[设疑]那么,化学变化中热量变化的具体形式又有哪些呢?
这将是我们本节课研究的主要内容。
下面我们通过实验来进行研究、探讨,从中我们还可以了解到科学研究的一般过程和方法。
[演示实验]铝片与盐酸的反应
在一支试管中加入2-3mL6mol/L的盐酸,再插入用砂纸打磨光的铝条,观察现象,并用温度计测量溶液温度的变化.
[记录现象]有气泡冒出,用手触摸有热的感觉
[得出结论]铝与盐酸反应的过程放出热量。
[演示实验]
[记录现象]有刺激性气味气体产生;玻璃片上的水结成冰,玻璃片与烧杯底被冰粘在了一起;用手触摸杯壁下部,有冰凉的感觉。
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
[得出结论]Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应的过程吸收热量
[小结]化学反应中的能量变化经常表现为热量的变化,有的放热,有的吸热。
(1)有热量放出的化学反应叫做放热反应
(2)吸收热量的化学反应叫做吸热反应
[设疑]通过前面的学习,我们知道燃烧反应、金属与酸的反应是放热的,而氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应是吸热的,那么,作为一类重要而常见的反应,酸与碱的中和反应是放热的还是吸热的呢?
下面,我们通过实验来揭开这个秘密。
[演示实验]
实验步骤
温度(℃)
量取20mL6mol/LHCl,倒入小烧杯,测其温度
量取20mL6mol/L的NaOH,倒入小烧杯,测其温度
将NaOH溶液缓慢倾入盛有盐酸的烧杯中,边加边搅拌,测其温度
[讨论与交流]
1、通过实验,你得出什么结论?
如何解释?
2、通过这个实验,你学到了哪些知识?
学会了哪些研究方法?
3、要明显的感知或测量反应中的热量变化,实验中应注意哪些问题?
假如要让你设计一个能较准确地测量反应中热量变化的装置,它的大体构造是怎样的,你可以和同学交流探讨共同确定。
[教师讲解]中和反应都是放热反应。
中和热:
酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。
[归纳小结]常见的放热反应:
(1)所有燃烧反应
(2)中和反应
(3)大多数化合反应
(4)活泼金属跟水或酸反应
(5)物质的缓慢氧化
常见的吸热反应:
(1)大多数分解反应
(2)几个物质的例子
C+CO2=2COH2+CuO=Cu+H2O
C+H2O=CO+H2
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O等。
[随堂练习]
1.下列说法正确的是()
A.大多数的化合反应是释放能量的反应
B.大多数分解反应是吸收能量的反应
C.释放能量的反应都不需要加热
D.吸收能量的反应都需要加热
2.下列说法正确的是()
A.反应条件是加热的反应都是吸热反应
B.化学反应除了生成新的物质外,还伴随着能量的变化
C.物质燃烧一定是放热反应
D.放热的化学反应不需要加热都能发生
3.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是()
A.铝片与稀盐酸的反应
B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应
C.灼热的炭与CO2的反应
D.甲烷在氧气中的燃烧反应
[布置作业]P37习题4
2019-2020年高中化学《化学能与热能》教案19新人教版必修2
三维目标
知识与技能
1.获得化学能与热能化学实验的基础知识和基本技能,学习实验研究的方法,能设计并完成吸热反应和放热反应的化学实验。
2.形成吸热反应和放热反应的概念。
过程与方法
1.具有较强的问题意识,能够发现和提出化学能与热能的探究性的问题,敢于质疑,勤于思索,逐步形成独立思考的能力。
2.在教师的指导下与同学合作完成科学探究实验1、2、3。
情感、态度与价值观。
1.通过实验激发学生学习化学的兴趣和情感。
2.培养学生严谨求实、勇于探索的科学态度。
3.有参与化学科技活动的热情,有将化学能与热能的化学知识应用于生产、生活实践的意识,能够对与化学能有关的社会和生活问题做出合理的判断。
教学重点:
实验探究和通过实验探究化学反应与能量的关系,掌握吸热反应和放热反应的概念。
教学难点:
设计探究实验引出吸热反应和放热反应的概念。
教具准备:
温度计、玻璃棒、烧杯、50ml量筒、玻璃片、砂纸、试管。
6mol.L-1HCl,2mol.L-1HCl,2mol.L-1NaOH,Ba(OH)2.8H2O,NH4Cl.CuSO4.5H2O晶体,铝条。
大烧杯(500ml) 3只、 硬纸板(有孔)3块、小烧杯(100~150ml)3只、 带圈玻璃搅拌器3支、温度计(100℃,1/10)3支、 碎纸条 3只、量筒(50ml) 6只、保温杯3只、盐酸(1.00mol/L)、氢氧化钠溶液1.1mol/L)。
教学过程
[新课导入]化学反应都有新物质产生,同时还伴随着能量变化。
人们利用化学反应,有时主要是为了制取所需要的物质,有时却主要是为了利用化学反应所释放出的能量。
例如,人们利用氢氧焰来焊接金属,主要就是利用氢气和氧气化合时所放出的能量。
[板书]第一节化学能与热能
1.化学能与热能的相互转化
实验2-1铝与盐酸反应实验记录:
眼睛看到的现象
用手触摸的感觉
用温度计测量的数据
在一支试管中加入2~3mL 6mol/L的盐酸溶液
向含有盐酸溶液的试管中插入用砂纸打磨光的铝条
结 论
[板书]实验2-2氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应
[合作探究]:
1.列表整理实验事实和结论:
实验步骤
实验现象
得出结论
将晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物
有刺激性气味的气体产生,该气体能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝
有NH3气生成
用手触摸烧杯下部
感觉烧杯变凉
反应吸热
用手拿起烧杯
烧杯下面的带有几滴水的玻璃片(或小木板)粘到了烧杯底部
反应吸收热量使体系温度降低,使水结成冰
将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上一会儿再拿起
玻璃片脱离上面烧杯底部
冰融化
反应完后移走烧杯上的多孔塑料片,观察反应物
混合物成糊状
有水生成
2.用化学方程式表示上述反应:
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O
[板书]实验2-3酸碱中和反应
师:
(投影)将教材中的实验列三组对比实验。
见下表:
反应物
及用量
第一组
第二组
第三组
酸
HNO350mL1mol/L
HCl50mL1mol/L
HCl50mL1mol/L
碱
NaOH50mL1mol/L
NaOH50mL1mol/L
KOH50mL1mol/L
混合前温度
室温
室温
室温
混合后温度
结 论
HNO3与NaOH发生中和反应时放热
HCl与NaOH发生中和反应时放热
HCl与KOH发生中和反应时放热
对实验进行
归纳和概括
强酸与强碱发生中和反应时放出热量
在实验中要注意:
(1)三组实验所处条件要相同,如使用的仪器、外界环境中温度和压强要相同;
(2)三组实验酸和碱的用量要相同,以保证生成水的量相同;
(3)控制相同的反应时间。
步骤一:
三组学生各取一套大小相同装置,分别做一个实验并记录实验现象和数据。
步骤二:
汇总实验现象和数据并列表比较。
步骤三:
对实验进行原理性抽象──为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量?
合作探究:
问题:
通过三组强酸和强碱之间的反应对比实验,定性的抽象出“中和热”概念。
[师生总结]本质分析──三个反应的化学方程式和离子方程式分别为:
HNO3+NaOH=NaNO3+H2O,H++OH-=H2O HCl+NaOH=NaCl+H2O,H++OH-=H2O
HCl+KOH=KCl+H2O,H++OH-=H2O
由此可见,三个反应的化学方程式虽然不同,反应物也不同,但是它们的反应本质相同,都是H+与OH-离子反应生成水的反应,属于中和反应,其离子方程式都是:
H++OH-=H2O。
所以,可提出推测,即中和反应都放热。
由于三个反应中H+和OH-离子的量都相等,则生成水的量也相等,故放出的热量也相等(在上述三个实验中,温度上升的幅度接近)。
形成概念──酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。
[板书][课堂小结].热量变化是化学反应中能量变化的主要表现形式,有些化学反应表现为向环境放出热量,有些化学反应表现出向环境吸热。
[布置作业]
教材P22T2、T3、T4.
板书设计
活动与探究
1.在日常生活、生产中,您应用本节课的有关知识解决或解释了哪些实际问题?
例如:
氢代替汽油,减少城市污染问题。
2.燃料乙醇需求增加玉米供应紧缺,你对乙醇汽油前景是否看好?
3.说出重要的矿物能源(天然气、石油和煤)的成因,初步形成节约能源的意识。
4.调查生活中天然气、石油和煤的使用;比较燃烧天然气、石油和煤与环境污染的关系.
第一节化学能与热能(第2课时)
三维目标
知识与技能
1.了解化学键与化学反应中能量变化之间的关系。
2.在化学实验的基础上,通过吸热反应和放热反应的概念,理解化学反应中能量变化的主要原因。
3.重视利用能量守恒定律的知识分析和解决一些化学问题。
过程与方法
1.具有较强的问题意识,能够发现和提出有探究价值的化学问题,敢于质疑,勤于思索,逐步形成独立思考的能力,善于与人合作,具有团队精神。
2.在与同学合作完成科学探究实验1、2、3的基础上,运用比较、分类、归纳、概括等方法对实验进行加工,得出正确的结论。
情感、态度与价值观。
1.发展学习化学的兴趣,体验科学探究的艰辛和喜悦,感受化学世界的奇妙与和谐。
2.有参与化学科技活动的热情,有将化学能与热能的化学知识应用于生产、生活实践的意识,能够对与化学能有关的社会和生活问题做出合理的判断。
树立正确的能源观。
3.热爱家乡,树立为中华民族复兴、为人类文明和社会进步而努力学习化学的责任感和使命感。
教学重点:
化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化。
教学难点:
从本质上(微观结构角度)理解化学反应中能量的变化,从而建立起科学的能量变化观。
教具准备:
投影仪。
[导入新课]为什么化学反应有的表现吸热有的表现出放热呢?
化学能与热能之间有什么关系呢?
[推进新课]在化学反应中,从反应物分子转变为生成物分子,各原子内部并没有多少变化,但原子间的结合方式发生了改变。
在这个过程中,反应物分子中的化学键部分或全部遭到破坏,生成物分子中的新化学键形成。
[板书]一、化学键与化学反应中能量变化的关系
[学生自学]阅读课本p28页第二段
师:
展示图片或播放动画。
1.化学反应过程中的能量守恒;2.热量变化是化学反应中能量变化的主要表现形式;(其它形式的能不计)3.相同物质的量的不同物质的化学能不相等。
[板书]二、化学能转化成热能
1化学反应在发生过程中是吸热还是放热,决定于E(反应物的总能量)与E(生成物的总能量)的相对大小
[板书]
总结:
物质的燃烧一般是化学能转化成热能;但也有些化学反应相反。
2.化学能与电能、光能也可以相互转化。
[知识拓展]
光学知识应用
例在绿色植物光合作用中,每放出1个O2分子要吸收8个波长为6.88x10-7m的光量子。
同时,每放出1molO2,植物能储存469kJ的能量.求绿色植物在光合作用中能量的转换效率为多少(普朗克常数值h=6.63x10-37kJ·S).
[布置作业]
教材P33T1、T5、T6
[板书设计]
[活动与探究]
太阳能与人类生存学生自学,阅读P31
例《科学美国人》杂志在1971年7月刊登的“地球的能量资源”一文中提供了如下数据:
到达地球表面太阳辐射能的几条主要去路
单位109kJ/s
直接反射
5xx
以热能的方式离开地球
81000
水循环
40000
大气流动
370
光合作用
40
请选用以上数据计算:
1.地球对太阳能的利用率为____.
2.通过光合作用,每年有_____kJ的太阳能转化为化学能(每年按365天计).
3.每年由绿色植物通过光合作用为我们生存的环境除去:
氧化碳的质量为A,试根据能量关系列出A的计算式(列式中缺少的数据用符号表示).所缺数据的化学含义为_.
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 化学能与热能 高中化学化学能与热能教案18 新人教版必修2 高中化学 化学能 热能 教案 18 新人 必修